【生物——选修3：现代生物科技专题】

下图表示中国科研人员对树鼩精原干细胞进行遗传修饰后，通过自然交配获得世界首只转基因树鼩的过程。请回答下列问题：

(1)培养精原干细胞时，定期更换培养液的目的是防止_______________对自身细胞代谢造成障碍，通入二氧化碳的作用是___________________________。

(2)图中涉及的基因工程的核心步骤是____________，通常采用________技术将GFP基因导入树鼩精原干细胞。

(3)利用PCR技术扩增GFP基因需要_______酶，外源的GFP基因能在树鼩体内表达的原因是______________。

(4)图示过程与通过体外受精培育转基因动物相比，避免了将受精卵移入______中继续培养的麻烦，同时也克服了胚胎发育到________时期进行胚胎移植的难题。

抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。下列是生产这两种酶的相关思路，请回答下列问题：

（1）图1为通过培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程。

①图中过程a指的是利用________法将目的基因导入受精卵，受体细胞不选用体细胞的理由是________________。

（2）从牛胃液中分离得到的凝乳酶以其催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。

①从牛胃细胞中提取目的基因。以此DNA为模板进行PCR扩增，还需要____________、____________、____________等。

②为提高重组DNA分子的比例，在构建重组DNA分子（如图2所示）时最好选用______________作限制酶。

③经研究发现，如果将该凝乳酶的第20位和24位氨基酸变为半胱氨酸，则其催化能力将提高2倍。现已知通过蛋白质工程可生产高效凝乳酶，请写出有关制备步骤：________________________。

2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

（1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术，该技术的原理是______________________。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，用该双链cDNA进行PCR扩增，进行了30个循环后，理论上可以产生约为__________个DNA分子，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的___________________，获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列___________（填“相同”或“不同”）。

（3）将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答：

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是_____________________________________，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是_________________识别结合的位点。

下列甲、乙两图为获得生物新品种的过程示意图。请据图回答下列问题。

（1）检测目的基因是否转录出mRNA的检测方法是采用        技术。

（2）乙图为获得抗虫棉技术的流程。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是       。在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kanR）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。因此，C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入         。

（3）随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取，③是在           （填“酶的名称”）作用下进行延伸的。

[生物——选修3：现代生物科技专题]

下图1为某种常用质粒的序列图，Lac Z基因编码的酶能使无色的X—gal变为蓝色，Amp^r为氨苄青霉素抗性基因。图2为目的基因的序列及其相关限制酶的识别序列。请回答下列问题：

（1）若要筛选成功导入目的基因的重组质粒，培养基中应加入的物质有________和________，构建重组质粒时需要的工具酶有________，对获取的目的基因可用________技术对其扩增。

（2）实验小组用BamHⅠ和BlgⅡ两种限制酶切割目的基因和质粒，构建重组质粒后导入大肠杆菌中，在筛选重组质粒的培养基上，若大肠杆菌菌落显蓝色，说明导入了________；若大肠杆菌菌落显白色，说明导入了________。没有导入任何外源DNA的大肠杆菌________（填“能”或“不能”）在该培养基上生存。

（3）将若干个质粒和目的基因用BamHⅠ和BlgⅡ两种限制酶切割后，用DNA连接酶相连，然后再用BamHⅠ和EcoRⅠ切割成功连接后的产物，获得了长度为0.7kb、2.8kb、1kb和2.5kb四种长度的DNA片段，则目的基因的长度为________kb（已知目的基因的长度大于1kb，1kb＝1000个碱基对）。

[生物——选修3现代生物科技专题]

自然条件下，哺乳动物不发生孤雌生殖。2014年3月，云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪，现将两种技术进行比较。

（1）      图中过程①②③④是获得孤雌克隆猪的技术流程，那么获得核移植克隆猪的技术流程是过程     （填序号）。

（2）孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物，但由于缺少          方亲本基因，导致其生长发育中出现多种问题，但给研究者提供了很好的材料。

（3）孤雌激活处理其实质是要激活卵母细胞        ，使其发育成早期胚胎，得到克隆猪。

（4）体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，需要选择            时期的卵母细胞，并用微型吸管吸出                    。

（5）早期胚胎移植时，必需移植到同种              的其他雌性动物子宫中，才可能移植成功。

（6）可以从良种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，也可通过        方法得到多种cDNA，并通过              技术扩增产物。

（1）玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供________。发酵过程中检测酵母菌数量可采用_______法或稀释涂布平板法计数。

（2）玉米胚芽油不易挥发，宜选用_______法或________法从玉米胚芽中提取。

（3）玉米淀粉经酶解形成的葡萄糖可在葡萄糖异构酶的作用下转化成果糖。利用________技术可使葡萄糖异构酶重复利用，从而降低生产成本。

（4）利用PCR技术扩增葡萄糖异构酶基因时，需用耐高温的_______催化。PCR一般要经历三十次以上的循环，每次循环包括变性、_______和_______三步。

（1）体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中应用__________。

（2）Taq DNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的。

①Taq DNA聚合酶的功能是催化脱氧核苷酸之间形成____________________。

②Taq DNA聚合酶的化学本质为蛋白质，可用________法和__________法进行分离。

（3）相对于细菌分离，DNA分子的分离和提取操作要复杂的多。

①在DNA提取中两次用到蒸馏水，其目的分别是____________、_____________。

②实验中能否以哺乳动物成熟的红细胞为实验材料？为什么？__________________。

（4）与体内DNA复制相比较，PCR反应要在________________中才能进行，并且要严格控制________条件。

（5）PCR中加入的引物有____________种，加入引物的作用是作为______________________的起点。

【生物——选修3：现代生物技术专题】

下图是利用基因工程培育抗虫棉的过程：

请回答下列相关问题：

（1）获得的Bt毒蛋白基因可通过PCR技术扩增，扩增Bt毒蛋白基因需要的成分包括DNA母链、________、DNA聚合酶以及引物，加入的DNA聚合酶应具有________的特点，加入引物的作用是________。PCR一般要经过三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和________三步。

（2）过程①表示________，过程③表示________。确定抗虫棉植株具有抗虫特性的方法是________。

科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。如图是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答：

(1)①过程获得的抗盐基因可用PCR技术进行扩增，该技术必须用________酶，所需的原料是_____________。PCR一般要经历三十次以上的循环，每次循环包括变性、________和________三步。

(2)已知几种限制酶识别序列及其切割位点如表：

 用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaⅠ酶切割，原因是__________________________________。图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，应选用____________________酶对外源DNA、质粒进行切割。

(3)图中⑤、⑥依次表示组织培养过程中抗盐烟草细胞的________、________过程。

(4)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测，又要在个体水平上鉴定，后者具体过程是______________________________________________________________________________________________________________________。